[发明专利]一种电力系统交直流潮流的全纯嵌入计算方法

权利要求书

1.一种电力系统交直流潮流的全纯嵌入计算方法，其特征在于，所述方法包括：

1)基于传统交流系统节点功率、电压平衡模型，构建全纯型PQ节点潮流模型、PV节点潮流模型和全纯型平衡节点的交流潮流计算模型，进行交流网络潮流计算，获得交流网络潮流解；

2)考虑换流站不同控制方式，构建各种控制方式下全纯型控制模型，并依据换流站等值模型，结合上述交流网络潮流结果，进行VSC换流站相关的计算，获取换流器损耗、直流节点的有功功率大小；

3)依据换流站有功类控制方式确定直流网络节点类型，对各类直流节点分别构建全纯型等式方程，形成全纯型直流潮流计算模型，进行直流网络潮流计算，获得直流网络潮流解；

4)依据直流网络潮流数据，更新交流系统PCC有功功率，并与该数值的前一次结果作差，若差值大于设定阈值，重新执行步骤1)；若差值小于设定阈值，获取交直流混合系统的整体潮流分布，流程结束；

其中，构建全纯型PQ节点潮流模型为：

式中，α表示嵌入的复数参数，Y_iktrans表示节点i与节点k之间的线路导纳，Y_ishunt表示节点i自导纳；V_k(α)表示节点k的电压函数，V_i(α)表示节点i的电压函数，V_i^*(α^*)表示电压函数V_i(α)的共轭函数；*表示共轭运算符；S_i表示节点i的功率；

其中，构建PV节点潮流模型为：

式中，表示PV节点电压幅值，Q_j(α)表示节点j的无功功率函数，P_j表示节点j的有功功率；j＝1，2，3…N_PV，N_PV表示交流系统PV节点数；

其中，

构建全纯型平衡节点的交流潮流计算模型具体为：

式中，α表示嵌入的复数参数，表示平衡节点电压复数值；

其中，构建各种控制方式下全纯型控制模型具体为：

构建直流节点有功功率控制模型为：

其中，s表示嵌入的实数参数，G_ij表示直流网络中i节点与j节点之间的电导，表示直流网络i节点功率的给定值，V_dci(s)表示直流网络中节点i的电压函数，V_dcj(s)表示直流网络中节点j的电压函数，M表示直流网络节点数；

构建直流节点电压控制模型为：

式中，V_dcslack表示直流定电压节点电压，表示直流节点电压设定值；

构建PCC无功功率控制模型为：

式中，α表示嵌入的复数参数，Y_iktrans表示节点i与节点k之间的线路导纳，表示PCC节点i的自导纳，表示VSC注入PCC节点i的有功功率值，V_k(α)表示节点k的电压函数，N表示交流网络节点数，表示注入PCC节点无功功率的设定值，V_i^*(α^*)表示节点i的电压函数的共轭函数，表示PCC节点i的电压函数；

构建PCC无功功率控制模型为：

V_i^PCC(α)*V_i^PCC*(α^*)＝1+(|V_i^sp|²-1)α

式中，表示定交流电压节点的电压幅值，V_i^PCC*(α^*)表示V_i^PCC(α)的共轭函数；

其中，所述全纯型直流潮流计算模型具体为：

构建新的全纯型定直流功率节点潮流模型如下：

式中，s表示嵌入的实数参数，P_dci表示直流节点i的功率，V_i(s)表示节点i的电压函数，V_j(s)表示节点j的电压函数，M表示直流节点数；

构建电力系统直流潮流的幂级数求解模型：

式中，V_j[n]表示直流节点i的电压幂级数sⁿ的系数；W_i[n]表示直流节点i的电压幂级数系数V_j[n]的倒数；

基于直流潮流的幂级数求解模型，构建幂级数求解矩阵：

式中，V_M[n]表示定直流功率节点的电压n阶幂级数系数，G_M1、G_M2、…表示线路互电导，G₁₁、G₂₂、…G_MM表示线路自电导，M表示直流系统节点数；

将求得电压幂级数系数代入下式，构建电压全纯函数表达式：

V_i(s)＝V_i[0]s⁰+V_i[1]s¹+V_i[2]s²+…+V_i[n]sⁿ

令α＝1，求取V_i(1)的值即为直流潮流电压解。